| 講演名 | 2020-09-10 Stratix 10 FPGAクラスタにおける格子ボルツマン法のパイプライン並列化と性能評価 小柴 篤史(理研), 上野 知洋(理研), 佐野 健太郎(理研), |
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| 抄録(和) | 我々はハイエンドFPGAであるIntel Stratix 10を用いたFPGAクラスタの研究開発および大規模計算の高速化・並列化の研究を行っている. これまでの研究で，我々が提案する格子ボルツマン法 (LBM) のストリーム並列計算回路をStratix 10向けに実装し，単体FPGA での評価を行ったが，複数FPGA におけるスケーラビリティは未検証であった. そこで本研究では，クラスタ上の複数FPGA 間での高速データ通信を可能にするI/O抽象化機構 (シェル) を実装し，16枚のStratix 10 FPGA上でLBMを並列実行した時の性能評価を行った. その結果，FPGA 16枚，演算コア数896の時に17.3 TFLOPSの演算性能，12.9 GFLOPS/Wの電力性能を達成した. これは単体FPGAの実行結果と比較すると演算性能は15.8倍，電力性能はほぼ同等であり，提案アーキテクチャによってマルチFPGA環境においてもストリーム計算の処理性能が高効率にスケールすることを明らかにした. |
| 抄録(英) | |
| キーワード(和) | FPGA / 高性能計算 / 格子ボルツマン法 / Intel Stratix 10 / パイプライン並列処理 |
| キーワード(英) | |
| 資料番号 | RECONF2020-20 |
| 発行日 | 2020-09-03 (RECONF) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RECONF |
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| 開催期間 | 2020/9/10(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | リコンフィギャラブルシステム，一般 |
| テーマ（英） | Reconfigurable system, etc. |
| 委員長氏名（和） | 柴田 裕一郎(長崎大) |
| 委員長氏名（英） | Yuichiro Shibata(Nagasaki Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 佐野 健太郎(理研) / 山口 佳樹(筑波大) |
| 副委員長氏名（英） | Kentaro Sano(RIKEN) / Yoshiki Yamaguchi(Tsukuba Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 三好 健文(イーツリーズ・ジャパン) / 小林 悠記(NEC) |
| 幹事氏名（英） | Takefumi Miyoshi(e-trees.Japan) / Yuuki Kobayashi(NEC) |
| 幹事補佐氏名（和） | 中原 啓貴(東工大) / 竹村 幸尚(インテル) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hiroki Nakahara(Tokyo Inst. of Tech.) / Yukitaka Takemura(INTEL) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Reconfigurable Systems |
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| 本文の言語 | JPN-ONLY |
| タイトル（和） | Stratix 10 FPGAクラスタにおける格子ボルツマン法のパイプライン並列化と性能評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | FPGA |
| キーワード(2)（和/英） | 高性能計算 |
| キーワード(3)（和/英） | 格子ボルツマン法 |
| キーワード(4)（和/英） | Intel Stratix 10 |
| キーワード(5)（和/英） | パイプライン並列処理 |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 小柴 篤史 / Atsushi Koshiba |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 理化学研究所 計算科学研究センター(略称：理研) RIKEN Center for Computational Science(略称：RIKEN R-CCS) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 上野 知洋 / Tomohiro Ueno |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 理化学研究所 計算科学研究センター(略称：理研) RIKEN Center for Computational Science(略称：RIKEN R-CCS) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 佐野 健太郎 / Kentaro Sano |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 理化学研究所 計算科学研究センター(略称：理研) RIKEN Center for Computational Science(略称：RIKEN R-CCS) |
| 発表年月日 | 2020-09-10 |
| 資料番号 | RECONF2020-20 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | RECONF-168 |
| ページ範囲 | pp.7-12(RECONF), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-09-03 (RECONF) |